Farbe-Morphing Muscheln könnten neue Smartphone & TV-Bildschirme inspirieren.

Irisierende Zellen im Fleisch der Riesenmuscheln eines Tages helfen könnten Wissenschaftler entwickeln effizientere Solarzellen und TV und Smartphone Bildschirme, die angenehmer für die Augen, sagen Forscher.

Riesenmuscheln sind Korallenriffe des Pazifischen und indischen Ozean heimisch und können bis zu 100 Jahre in freier Wildbahn leben. Obwohl sie in nährstoffarmen Gewässern leben, können sie bis zu 47 Zoll (120 cm) lange wegen photosynthetischen Symbiosealgen wachsen – die Muscheln absorbieren die Nährstoffe der Algen zu erzeugen, während die Algen von stickstoffhaltigen Abfälle aus den Muscheln leben frühere Untersuchungen gefunden.

In einer neuen Studie konzentrierte sich Wissenschaftler auf schillernden Zellen im exponierten Fleisch der Muscheln. Diese Zellen, bekannt als Iridocytes, erzeugen eine unglaubliche Vielfalt an Farben, einschließlich Blues, Grüns, Golds und, seltener, weiß. [Biomimetik: 7 clevere Technologien von der Natur inspiriert]

"Wir untersuchen die Muscheln um zu sehen, wie ihre schillernden Zellen interagieren mit den Algen zur Photosynthese, Verbesserung" studieren Erstautor Amitabh Ghoshal, eine optische Physiker an der University of California, Santa Barbara, sagte in einer Erklärung. "Wie Solarzellen umfasst Photosynthese Licht in Energie umwandeln. Da wir unser Verständnis über die Muschel-System für leichte Sammlung erweitern, nehmen wir die Lehren daraus Solarzellen zu erstellen, die eine effizientere Licht in Energie umzuwandeln."

Die Forscher untersuchen systematisch jede Farbe, die die Muscheln zu produzieren, um die Mechanismen, die bei der Herstellung der Farbe und seine biologische Bedeutung zu verstehen. Erfahren Sie mehr über die weiße Farbe, analysierten die Wissenschaftler live Riesenmuscheln der Gattung Tridacna Maxima und Tridacna Derasa.

Überraschend, erstellen beide Muschel-Arten ihre weißen Farbton durch Mischen von Farben zusammen viel wie Videodisplays rote, blaue und grüne Pixel zu weiß mischen.

"Wir haben entdeckt, eine neue Art und Weise, dass Tiere – in diesem Fall die Giant clam – macht weißen Farbe" Ghoshal erzählte Leben Wissenschaft. "Die meisten Weißfärbung bei Tieren wird produziert, Mikron großen Kugeln oder Klumpen, das ist ähnlich wie die Farbe weiß aussieht, oder durch reflektierende Strukturen, die einen weitgehend unterschiedlichen Abstand zwischen ihnen, die für die Reflexion von sichtbaren Lichts einer breiten Palette von Farben zu ermöglichen."

Darüber hinaus fanden die Forscher heraus, dass die beiden Arten von Riesenmuscheln verschiedene Methoden beschäftigt für das Mischen von Farben, um weiß zu produzieren. Tridacna Maxima, weiß kommt aus engen Cluster von unterschiedlich gefärbten Iridocytes. In Tridacna Derasaergibt sich weiß aus Iridocytes, die jede bunte und weiße aus der Ferne zu suchen.

Die meisten der heutigen video-Displays setzen auf Lichtquellen wie LEDs, während Riesenmuscheln nur Sonnenlicht benötigen. Die Iridocytes von den Mollusken winzige mehrschichtige Strukturen von Proteinen enthalten, die wie Spiegel in verschiedenen Farben des Lichts reflektieren handeln, sagte der Forscher.

Wenn die Forscher erstellen und Kontrollstrukturen ähnlich denen, die Farbe in die Muscheln zu erzeugen, sagte es wäre möglich, Farbe-reflektierende Displays zu bauen, die mit ambient Lichtquellen wie Sonnenlicht oder normale Innenbeleuchtung, Ghoshal.

"Herstellung von Farbe so wie Riesenmuscheln führen könnte, Smartphone, Tablet und TV-Bildschirme, die verbrauchen weniger Strom und sind angenehmer für die Augen," sagte Ghoshal in einer Erklärung.

Darüber hinaus wollen die Forscher um festzustellen, ob Strukturen wie in Riesenmuscheln den Wirkungsgrad von Solarzellen verbessern könnte. "Wenn wir nutzen könnten, was wir gelernt haben aus Muscheln, ein sehr effizientes System für verteilte Lichtstärke zu bauen, dann wir verwenden könnte, um effizientere 3D Solarzellen machen, die weniger Fläche als unsere Gegenwart auf dem Dach und landgestützten Solarparks benötigen", sagte Ghoshal in einer Erklärung. Die Wissenschaftler arbeiten derzeit mit Guillermo Bezan, Direktor des Zentrums für Polymere und organische Festkörper an der University of California, Santa Barbara, zu entwerfen und Testen Solarzellen inspiriert von Muscheln.

Ghoshal und Kollegen Elizabeth Eck und Daniel Morse an der University of California, Santa Barbara, detailliert ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Optica Jan. 19.

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